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2013届高三物理一轮复习单元测试题(牛顿运动定律1B卷)


2014 届高三物理一轮复习单元测试题(牛顿运动定律)
班级 姓名 一 、选择题(每小题 4 分,共 44 分。1-7 题只有一项符合题意,8-11 题有多项选择,请将 正确答案的序号填涂在答题卡上。全对得 4 分,对而不全得 2 分) 1、如图所示,弹簧一端固定在天花板上,另一端连一质量 m=2kg 的秤盘,盘内 放一个质量 M =1kg 的物体,秤盘在竖直向下的拉力

F 作用下保持静止,F =30N,当突然撤去外力 F 的瞬时,物体对秤盘的压力为(g=10m/s2)( )

A. 1ON B. 15N C. 20N D.40N 2、如图所示,光滑水平面上放置质量分别为 m、2m 和 3m 的三个木块,其中质量为 2 m 和 3m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为 T。现用水平拉力 F 拉其 中一个质量为 3m 的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是 ( ) A.质量为 2m 的木块受到四个力的作用 m B.当 F 逐渐增大到 T 时,轻绳刚好被拉断 3m F 2m C.当 F 逐渐增大到 1.5T 时,轻绳还不会被拉断 D. 轻绳刚要被拉断时, 质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为

2 T 3

3、如图所示,两个质量分别为 m1 ? 2kg、m2 = 3kg 的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质 弹簧秤连接. 两个大小分别为 F1=30N、 F2 = 20N 的水平拉力分别作用在 m1、 m2 上, 则 ( ) A.弹簧秤的示数是 25N B.弹簧秤的示数是 50N C.在突然撤去 F2 的瞬间,m1 的加速度大小为 5m/s2 D.在突然撤去 F1 的瞬间,m1 的加速度大小为 13m/s2 4、物体 A、B 都静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB, 与水平面间的动摩擦因数分别为 μA、μB,用水平拉力 F 拉物体 A、B, 所得加速度 a 与拉力 F 关系图线如图中 A、B 所示,则( ) A.μA=μB,mB>mA B.μA>μB,mB>mA C.可能mA=mB D.μA<μB,mA>mB 5、如图甲所示,在倾角为 30°的足够长的光滑斜面上,有一质量为 m 的物体,受到沿斜面 方向的力 F 作用,力 F 按图乙所示规律变化(图中纵坐标是 F 与 mg 的比值,力沿斜面向上 为正).则物体运动的速度 v 随时间 t 变化的规律是图丙中的(物体的初速度为零,重力加 2 速度取 10m/s ) ( )

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F 6、 “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑 2 F0 在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运 动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时 F0 间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖 直方向的运动,重力加速度为g。据图可知,此人

在蹦极过程中t0时刻加速度约为(
8 A. g 3 5 B. g 3


8 C. g 5

O

t0

??

nt0

t

D.g

7、如图所示,在光滑水平面上以水平恒力 F 拉动小车和木块,让它们一起做无相对滑动的 加速运动,若小车质量为 M,木块质量为 m,加速度大小为 a,木块和小车间的动摩擦因 数为 ? .对于这个过程,某同学用了以下 4 个式子来表达木块受到的摩擦力的大小,下述表 达式一定正确的是( ) A. F-Ma B.(M+m)a C.μmg D. Ma 8、如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为 12m 的竖立在地面上的钢管向下 滑。已知这名消防队员的质量为 60 ㎏,他 从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀 减速下滑, 滑到地面时速度恰好为零。 如果他加速时的加速度大小是减速时的 2 倍,下滑的总时间为 3s, g 取 10m/s2,那么该消防队员 ( ) A.下滑过程中的最大速度为 4 m/s B.加速与减速过程的时间之比为 1∶2 C.加速与减速过程中所受摩擦力 大小之比为 1∶7 D.加速与减速过程的位移之比为 1∶4 9、一个质量为 0.3kg 的物体沿水平面做直线运动,如图所示, 图线 a 表示物体受水平拉力时的 v—t 图象,图线 b 表示撤去水 平拉力后物体继续运动的 v—t 图象, 下列说法中正确的是 ( ) A.水平拉力的大小为 0.1N,方向与摩擦力方向相同 B.水平拉力对物体做功的数值为 1.2J C.撤去拉力后物体还能滑行 7.5m D.物体与水平面间的动摩擦因数为 0.1 10、如图所示,让物体分别同时从竖直圆上的 P1 、P2 处由静止开始 P2 下滑,沿光滑的弦轨道 P1A 、P2A 滑到 A 处,P1A 、P2A 与竖直直 P1 径的夹角分别为 θ1 、θ2。则 ( ) θ2 θ1 A、物体沿 P1A 、P2A 下滑加速度之比为 sinθ1∶sinθ2 B、物体沿 P1A 、P2A 下滑到 A 处的速度之比为 cosθ1∶cosθ2 C、物体沿 P1A 、P2A 下滑的时间之比为 1∶1 D、若两物体质量相同,则两物体所受的合外力之比为 cosθ1∶cosθ2 A

11、 如图甲所示, 质量为 m1 的足够长木板静止在光滑水平面上, 其上放一质量为 m2 的木块。 t=0 时刻起,给木块施加一水平恒力 F。分别用 a1、a2 和 v1、v2 表示木板、木块的加速度和 速度大小,图乙中可能符合运动情况的是 ( )

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a

a a1 a2 a1 a2 t O B t 乙

v v2 v1 O C t

v v1 v2 O D t

m2

F

m1 甲
O A

二、实验题(本大题共 2 小题,共 16 分,将答案写在题中的横线上,不要求写出演算过程) 12、如图所示,为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图。图中 A 为小车,B 为砝码及 砝码盘,C 为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时 器接 50Hz 交流电。小车 A 的质量为 m1,砝码及砝码盘 B 的质量为 m2。 (1)下列说法正确的是 。 a A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力 乙 B.实验时应先释放小车后接通电源 甲 丙 C.本实验 m2 应远大于 m1

1 D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作 a图象 m1

F

0

(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的 a- F 图像,可 能是图中的图线 。(选填“甲”、“ 乙”、“ 丙”) (3)如图所示为某次实验得 到的纸带,纸带中相邻计数点 间的距离已标出,相邻计数点 2.40 2.89 3.39 间还有四个点没有画出。由此 单位:cm 可求得小车的加速度大 小 m/s2。 (结果保留二位有效数字) 遮光条
光电门 2 光电门 1

13、某实验小组利用如图所示的气垫导轨实验装置 来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间 的关系。
刻度尺

滑块 连 气 源h

(1)做实验时,将滑块从图所示位置由静止释放, 由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过 光电门 1、2 的时间分别为 Δt1、Δt2;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离 x,用游 标卡尺测得遮光条宽度 d。则滑块经过光电门 1 时的速度表达式 v1= ; ,滑块加 速度的表达式 a= 。 (以上表达式均用已知字母表示) 。 (2)为了保持滑块所受的合力不变,可改变滑块质量 M 和气垫导轨右端高度 h(见图) 。 关于“改变滑块质量 M 和气垫导轨右端的高度 h”的正确操作方法是 A.M 增大时,h 增大,以保持二者乘积增大 B.M 增大时,h 减小,以保持二者乘积不变 C.M 减小时,h 增大,以保持二者乘积不变 D.M 减小时,h 减小,以保持二者乘积减小 三、计算题.本题共 3 小题,共 40 分.解答应写出文字说明、方程式和重要演算步骤,只 写出最后答案的不能给分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
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14. (12 分如图所示,倾角为 30° 的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块(可视为 质点)从斜面上 A 点由静止释放,最终停在水平面上的 C 点。已知 A 点距水平面的高 度 h=0. 8m, B 点距 C 点的距离 L=2. 0m。 (滑块经过 B 点时没有能量损失, g=10m/s2) , 求: (1)滑块在运动过程中的最大速度; (2)滑块与水平面间的动摩擦因数 μ; (3)滑块从 A 点释放后, 经过时间 t=1.0s 时速度的 大小。

15、 (13 分)如图所示,长 12m、质量为 50kg 的木板右端有一立柱,木板置于水平地面上, 木板与地面间的动摩擦因数为 0.1,质量为 50kg 的人立于木板的左端。木板与人都静止。 2 2 当人以 4m/s 的加速度向右奔跑至板的右端立柱时。取 g=10m/s 。试求: (1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小? (2)人在奔跑的过程中木板的加速度. (3)人从开始奔跑至到达木板的右端时,人和木板对地各 运动了多大距离?

16、 (15 分)2011 年 3 月 11 日,日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失。灾 后某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了 如下的模型:如图甲所示,在水平地面上放置一个质量为 m=4kg 的物体,让其在随位移 均匀减小的水平推力作用下运动,推力 F 随位移 x 变化的图象如图乙所示。已知物体与 地面之间的动摩擦因数为 ? =0.5,g=10 m/s2。求: (1)运动过程中物体的最大加速度为多少? (2)距出发点多远时物体的速度达到最大? (3) 物体在水平面上运动的最大位移是多

少?

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2013 届高三物理一轮复习单元测试题(牛顿运动定律 B 卷)
参考答案 一、选择题 1、C 解析:当突然撤去外力 F 的瞬时,物体和秤盘所受向上合外力为 30N,由牛

顿第二定律可知,向上的加速度为 10m/s2。根据题述,秤盘在竖直向下的拉力 F 作用下保持静止, 弹簧对秤盘向上拉力为 60N。 突然撤去外力 F 的瞬时, 对秤盘, 由牛顿第二定律,60N-mg-FN=ma,解得 FN=20N,选项 C 正确。
2、 BC 解析: 由L=vt解得下滑过程中的平均速度v=4 m/s, 最大速度为8m/s,

选项A错误; 由vm=at可知加速与减速过程的时间之比为 1∶2, 选项B正确; 加速下滑过程,由牛顿第二定律,mg-f1=ma1;减速下滑过程,由牛顿第 二定律,f2-mg=ma2;a1=8m/s2,a2=4m/s2,联立解得加速与减速
1 过程中所受摩擦力 大小之比为 1∶7,选项C正确。由x= 2 at2可得加速下滑

位移为x1=4m,减速下滑位移为x2=8m,加速与减速过程的位移之比为 1∶2,选项D错误。
3、C 解析:质量为 2m 的木块受到重力、质量为 m 的木块的压力、m 对其作用

的向后的摩擦力,轻绳的拉力、地面的支持力五个力的作用,选项 A 错误;对 整体,由牛顿第二定律可知, a=F/6m;隔离后面的叠加体,由牛顿第二定律可 知,轻绳中拉力为 F’=3ma=F/2。由此可知,当 F 逐渐增大到 2T 时,轻绳中拉力 等于 T,轻绳才刚好被拉断,选项 BC 错误;轻绳刚要被拉断时,物块加速度 a’=T/3m,质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为 f=ma’= T/3,选项 D 错误。
4、D 解析:本题考查牛顿第二定律、整体法隔离法。以整体为研究对象,据牛

顿第二定律可得 a ?

F1 ? F2 ? 2m / s 2 ,以 m1 为研究对象, F1 ? T ? m1a ,解得 m1 ? m2

T=26N,故选项 A、B 错误。在突然撤去 F2 的瞬间,弹簧的弹力不发生变化, 选项 C 错误。在突然撤去 F1 的瞬间,m1 的加速度大小为 13m/s2,选项 D 正确。
5、AB 解析:图线 a 表示的 v—t 图象加速度较大,说明物体所受的拉力与摩擦力

方向相同,则 F+f=maa=0.2N,图线 b 表示物体只在摩擦力作用下匀减速运动,
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有 f=maa=0.1N,解得 F=f=0.1N,A 项正确;有水平拉力时,物体位移为
s? 5?3 ? 3 m=12m,故拉力做功的数值为 W=Fs=1.2J,B 项正确;撤去拉力后 2

物体能滑行 13.5m,C 项错误;动摩擦因数 ? ?

f 1 ,D 项错误。 ? m g 30

6、B 解析:由牛顿第二定律,F-μmg=ma,变换为a=F/m-μg,对照题 给加速度 a 与拉力 F 关系图线,图线斜率表示1/m,在纵轴截距表示-μg。由 此可得,μA>μB,mB>mA,选项B正确ACD错误。 7、 BC 解析: 将物体的重力分别沿光滑的弦轨道 P1A 、 P2A 方向和垂直轨道方向分解, 则沿光滑的弦轨道 P1A 、P2A 方向分力分别为 m1g cosθ1 和 m2g cosθ2,其加速度分别 为 g cosθ1 和 g cosθ2, 若两物体质量相同, 则两物体所受的合外力之比为 cosθ1∶cosθ2, 选项 D 正确;两物体沿 P1A 、P2A 下滑加速度之比为 cosθ1∶cosθ2,选项 A 错误;因 为弦轨道长度 L=dcosθ, 由 L=
1 2 2d at , 解得 t= 。 由速度公式 v=at 可得, 物体沿 P1A 、 2 g

P2A 下滑到 A 处的速度之比为 cosθ1∶cosθ2,选项 BC 正确。 8、C 解析:在 0~1s 内,F=mg,F-mgsin30° =ma1,解得加速度 a1=5m/s2;在 1~2s 内 , F=0 , -mgsin30° =ma2 , 解 得 加 速 度 a2=-5m/s2 ; 在 2~3s 内 , F=-mg , F-mgsin30° =ma3,解得加速度 a3=-15m/s2;物体运动的速度 v 随时间 t 变化的规 律是图丙中的 C,所以选项 C 正确。 9、 B解析: 由所受绳子拉力F的大小随时间t变化的图象可知, 此人重力为G=0.6F0, 质量为0.6F0/g,此人在蹦极过程中t0时刻所受绳子拉力F=1.6F0,在t0时刻由牛顿 第二定律可知,F-G=ma,解得t0时刻加速度为a= 5 g ,选项B正确。
3

10、A 解析:它们一起做加速度大小为 a 的加速运动,隔离木块,由牛顿第二定 律,木块受到的摩擦力的大小为 f=ma;对小车和木块整体,应用牛顿运动定律, F=(M+m)a,解得 ma= F-Ma,选项 A 正确 BCD 错误。 14、AC 解析:t=0 时刻起,给木块施加一水平恒力 F,两者可能一起加速运动, 选项 A 正确;可能木块的加速度大于木板,选项 C 正确。 二、实验题 15、答案: (1)D (2)丙(3)0.49 或 0.50 解析:每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力;实验时应先接通电源后
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释放小车;本实验 m2 应远小于 m1,选项 ABC 错误。由牛顿第二定律可知,在 用图象探究加速度与质量关系时,应作 a1 图象,选项 D 正确。如果遗漏了平 m1

衡摩擦力这一步骤,加了较小的力,小车仍静止,他测量得到的 a- F 图像为丙。 由△ x=aT2 可得小车的加速度大小为 0.50m/s2。
d ; ? t1

(

16、答案: (1)

d 2 d ) ? ( )2 ?t 2 ?t1 ; 2x

(2)BC
d ;经过光 ? t1

解析:由速度的定义式可得滑块经过光电门 1 时的速度表达式 v1=

电门 2 时的速度表达式 v2=

d ;由 2ax= v2 2- v12,解得滑块加速度的表达式 ?t 2

d 2 d ) ? ( )2 ?t 2 ?t1 a= ;滑块沿斜面向下运动所受合外力为 Mgsinθ=Mgh/L,为了保 2x (

持滑块所受的合力不变,M 增大时,h 减小,以保持二者乘积不变;或 M 减小 时,h 增大,以保持二者乘积不变,选项 BC 正确。 三、计算题 17、 【解析】 (1) 设人的质量为m,加速度为a1,人受的摩擦力为f,由牛顿第二定律有: f=ma1 =200N (2) 由牛顿第三定律可知人对木板的摩擦力大小f‘=200N 设木板的质量为M,加速度为a2,对木板由牛顿第二定律有: f‘-μ(M+m)g=Ma2,
1 2 1 a1t + a 2t2 2 2

代入数据得a 2=2m/s2

方向向左

(3) 设人从左端跑到右端时间为t,由运动学公式: L= 解得t=2s

1 人对地前进的距离: s1= a1t2=8m , 2 1 木板后退的距离为: s2= a2t2=4m 。 2
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18、解: (1)由牛顿第二定律得
F ? ? g =20 m/s2 m

F-μmg=ma

当推力 F=100 N 时,物体所受合力最大,加速度最大,代入数据解得
a?

(2)由图象求出,推力 F 随位移 x 变化的数值关系为:F=100-25x 速度最大时,物体加速度为零,则 F=μmg 代入数据解得 x=3.2 m

(3)根据 F=100-25x,由图象可知,推力对物体做的功等于图线与 x 轴 包围的面积。于是推力对物体做的功为 W ? 由动能定理得 代入数据解得:
1 Fx0 ? 200 J 2

W ? ? m gmx? 0

xm=10 m

19、解析: (1)工件刚放上时,做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定 律得:μmg=ma 解得:a=2m/s2 当两者速度相等时, t ?
v0 ? 2s a
1 2

工件对地的位移为: s1 ? at 2 ? 4m <L 因此,工件到达 B 点的速度为:vB=4m/s (2)设工件沿曲面 CD 上升的最大高度为 h′, 由动能定理得: ? mgs1- ? mgs-mgh′=0 解得 h′=0.6m>h 所以,工件能够通过 D 点到达平台 DE 上。 20、解析: (1)滑块先在斜面上做匀加速运动,然后在水平面上做匀减速运动, 故滑块运动到 B 点时速度最大为 vm ,设滑块在斜面上运动的加速度大小为

a1 :
o m gs i n 3 0 ? m1a

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vm 2 ? 2a1 ?

h o sin 3 0

解得:vm=4m/s。



(2)滑块在水平面上运动的加速度大小为 a2

?m g? m2a
vm2 ? 2 a 2 L
解得:μ =0.4。 (3)滑块在斜面上运动的时间为 t1,

vm ? a1t1
得 t1=0.8s。 由于 t ? t1 ,故滑块已经经过 B 点,做匀减速运动 t-t1=0.2s。 设 t=1.0s 时速度大小为 v

v ? vm ? a2 (t ? t1 )
解得:v=3.2m/s。

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